激光增材制造技术在铸造中的应用

增材制造技术实现了从三维模型数据直接成型实体零件的过程,具有周期短、精度高、零件复杂性的特点。将增材制造技术与铸造相结合,可提高铸件的生产效率、降低成本,扩大铸造工艺的应用领域及发展方向。简介了增材制造的工艺流程及成型原理,并分别阐述了增材制造技术在熔模精密铸造和砂型铸造工艺中的具体流程及实际应用。     

增材制造技术的发展

增材制造技术是近30年快速发展的特种加工技术,其优势在于三维结构的快速和自由制造,被广泛应用于新产品开发、单件小批量制造。通过对增材制造技术设备和应用情况的介绍,阐述了我国增材制造技术的发展趋势和关键技术。未来增材制造技术将向着三个方向发展:一是日常消费品制造方向;二是功能零件制造方向;三是组织与结构一体化制造方向。     

丝材电弧增材制造技术研究现状及展望

丝材电弧增材制造技术因其成形速度快、成形件尺寸灵活等优点受到越来越多的关注,尤其是大尺寸、复杂形状构件的高效快速成形,丝材电弧增材制造有着其独特的优势。介绍了丝材电弧增材制造技术的工艺过程,从丝材电弧增材制造成形件的成形工艺及表面质量研究、成形件组织性能研究以及成形件残余应力研究三个方面综述国内外丝材电弧增材制造技术的研究现状,总结该技术现阶段在航空航天领域的应用情况,指出研究人员对丝材电弧增材制造技术的相关研究工作聚焦于工艺优化和过程控制两个方向,怎样才能通过熔滴的平稳过渡获得高质量的成形件,如何有效控制逐层堆积过程中晶粒及显微组织变化,以抑制零件内部不良组织的产生是需要继续研究的问题。     

焊接增材制造研究新进展

焊接增材制造技术作为一种新的制造技术,近些年来得到了世界各国的重视。简要介绍了金属材料增材制造的特点,重点阐述了近年来国内外采用不同焊接方式进行增材制造的研究,并分析了各种焊接增材制造技术的优缺点。由于目前对于增材制造技术的研究还没有一个详细的、完善的体系,提议建立一个类似"材料基因组计划"的数据库,各研究机构之间共享数据,必定会促进增材制造技术的飞速发展。     

增材制造技术在模具制造中的应用研究

介绍了增材制造技术的优点,阐述了增材制造技术在模具制造中的各种制造方法及特点,叙述了利用增材制造技术实现模具复合材料和梯度功能材料的应用,指出了增材制造技术的应用前景。     

增材制造技术的应用及其发展

增材制造技术,也称3D打印技术,是一种采用材料逐渐累加的方法制造实体零件的技术,由于具有成形速度快、材料利用率高、生产周期短与数字化程度高等特点,近20年来成为各国科学家研究的热点。随着激光技术、计算机技术、CAD/CAM等技术的快速发展,增材制造技术在航空航天、汽车生产、生物制造、建筑设计等诸多工程领域得到了广泛的应用。介绍了增材制造技术的主要分类、工作原理、应用领域及其国内外研究现状,总结了各类关键技术所面临的问题,并讨论了其未来发展趋势。     

光固化增材制造技术在熔模铸造中的应用

增材制造工艺可以实现复杂形状直接成形,其中光固化增材制造技术具有成形精度高的优势.利用光固化增材制造技术制备熔模,然后与熔模铸造工艺相结合,可以更好地发挥两种工艺的优势,缩短工艺周期.利用光固化增材制造技术制备熔模铸造用陶瓷型芯、型壳,可实现熔模铸造工艺的快速响应.文中简介了光固化增材制造技术的相关设备及成形原理,并分...     

增材制造镁合金技术现状与研究进展

镁合金具有轻质、比强度高、阻尼减振、生物相容性好、体内可降解等优点,在航空航天、汽车轻量化、生物医疗等领域应用潜力巨大。然而传统的镁合金铸造成形和变形加工技术在制备一体化复杂结构件上具有一定的局限性,制约了镁合金在上述领域的应用普及。增材制造是一种根据三维模型数据逐层熔化沉积的先进技术,有望成为镁合金复杂构件制备的重要技术途径。本文概述了近年来增材制造镁合金的研究进展,重点对选区激光熔化(SLM)和电弧增材制造(WAAM) 2种主要增材制造的工艺研发现状和影响因素、微观组织、力学性能及耐蚀行为进行分析与总结。研究表明,工艺优化后SLM和WAAM等技术均可获得致密度> 99%的镁合金试件,并且能够获得与传统制造镁合金相当的力学性能和耐蚀性能,增材制造镁合金表现出极大的工程应用潜力。最后,从材料优化、工艺改进及性能评价等方面对增材制造在镁合金中的未来发展趋势与研究方向进行了总结与展望。     

增材制造技术在铸造中的应用

增材制造技术在铸造中的应用是增材制造技术应用的主要领域之一.它可在无模具条件下直接制备铸造型(芯)、快速浇注复杂铸件.将增材制造与传统铸造技术相结合,打破了传统铸造工艺束缚,提高了铸造柔性,改善了铸造环境;可实现零件"自由铸造",极大减少加工工序,缩短制造周期.本文概述了增材制造技术的基本原理及其国内外发展概况,重点介...     

我国增材制造技术的应用方向及未来发展趋势

在"2018中国增材制造产业高峰论坛"上,中国工程院院士卢秉恒以"我国增材制造技术发展趋势及应用"为主题发表了演讲,详细阐述了我国增材制造技术的应用方向及未来发展趋势,同时也指出了我国增材制造技术发展中面临的挑战。     

冷喷涂技术在增材制造和修复再制造领域的应用研究现状

冷喷涂是一种新型固态涂层制备方法,在制备高性能金属或金属基复合材料涂层方面表现出突出的优势。因此,通过工艺与设备设计,冷喷涂有望用于金属构件的近净成形或增材制造(3D打印),同时也是一种新型的修复技术。综述了冷喷涂技术的特点,并对其在增材制造和快速修复领域的国内外研究现状进行了综述,最后对目前存在的问题和发展方向进行了展望。     

激光增材制造技术在航天构件整体化轻量化制造中的应用现状与展望

采用激光增材制造技术制备了组织致密且无缺陷的Ti6Al4V/NiTi仿生功能梯度材料 (bionic function graded materials, BFGM),并对其界面微观结构、析出相特征和力学性能进行了研究. 结果表明,Ti6Al4V/NiTi BFGM呈现由多种晶粒形貌和不规则异常共晶组织组成的非均匀组织,主要为富钛和富镍的固溶体以及(Ti, Ni)化合物. 随着 NiTi合金含量增加,不同沉积层中析出相的数量和形态发生了显著变化. BFGM的显微结构发生了一系列转变：α + β双相组织→柱状晶 + 不规则共晶结构→柱状晶→等轴晶→等轴晶 + 柱状晶. 凝固过程中的相聚集、分离和偏析现象严重影响BFGM的力学性能,BFGM最大显微硬度为730.9 HV,归因于脆性Ti₂Ni相的存在. BFGM的抗拉强度为202 MPa,断后伸长率为6.5%,显著高于直接连接的Ti6Al4V/NiTi异种材料. 拉伸断口具有脆性断裂特征,多个次级裂纹沿晶扩展.     

铝合金连续进给搅拌摩擦增材制造技术

为解决固相增材制造过程送料不连续及层间界面弱连接的难题,提出了连续进给搅拌摩擦增材制造的方法,设计了一个带孔的储料腔和一个可对丝材进行热塑化并连续挤压的螺杆拓扑结构搅拌头. 结果表明,Al-Si合金丝材经由送丝孔进入储料腔,搅拌头连续热塑化并向下挤压材料,搅拌针在堆积层间的搅拌作用有效地提高了堆积层间的界面结合能力,成功实现了铝合金连续进给搅拌摩擦增材制造成形并解决了层间界面弱连接的难题. 单层增材制造堆积层厚度平均为1.2 mm,Al-Si合金增材制造成形件沿堆积方向的抗拉强度和断后伸长率分别为207.1 MPa ± 3.2 MPa和19.6 % ± 5.3%,该技术为实现大型铝合金构件全固相增材制造提供了一种可行性方案.     

金属微滴喷射增材制造技术

金属微滴喷射打印是一种源于传统喷墨打印技术的新型增材制造技术,其具有高精度、高灵活性、适用材料范围广等优点,广泛应用于工业制造、教育科研、医疗卫生、建筑、军事、航空航天、艺术等诸多领域。该增材制造技术关键核心与技术难题是金属微滴喷射技术的开发与实现。本文结合笔者研究实践与国内外研究文献,系统地介绍了各类金属微滴喷射产生技术的原理、发展和应用现状,并对该技术研究方向和应用前景进行了展望。     

浅析增材制造技术在制造业中的特点与应用

时代的发展和技术的进步促使新技术不断涌现,传统加工技术存在的不足也将呼出新的制造工艺,增材制造技术就是其中一种。以当前比较热门且具有革命性的加工制造技术——增材制造技术为对象,讲述了增材制造技术的不同分类和加工工艺方式,分条论述了其技术的主要优势,然后结合不同的制造应用领域描述了其最新发展与应用,最后根据自己对增材制造技术的理解提出了些建议并作出了展望。     

电弧增材制造的热源光谱分析

针对电弧增材制造构件成形过程中的热量累积问题,利用光谱分析的方法计算了非熔化钨极惰性气体保护电弧焊(TIG)电弧增材热源的温度场。利用基于高速摄影的光谱采集系统获取增材电弧的特征谱强度分布,提出了基于标准温度法计算非对称增材电弧温度场的模型,并利用Boltzmann法对其进行了验证。结果表明两种方法的计算结果具有较好的一致性。增材电弧中焊丝减小了电弧单侧的半径,并造成电弧温度降低300 K左右;增材一层电弧中心温度达到19500 K,增材11层电弧中心温度达到18000 K;随着增材层数的增加,由于构件的热累积及构件形态的变化均使得产生带电粒子所需的能量减少,从而使得电弧产热减少,电弧温度逐渐降低。     

金属熔丝增材制造技术的研究现状与展望

随着现代计算机技术的快速发展,增材制造技术在诸多工业领域得到了广泛应用,逐渐成为智能制造技术的典型代表。其中,金属熔丝增材制造由于其成形效率高、成本低、材料利用率高等优势,已逐渐成为国内外增材制造研究的热点。介绍了金属熔丝增材制造技术的分类、应用范围、各自的优缺点和研究现状,重点讨论电弧熔丝增材制造技术的细分领域现状及应用,分析金属熔丝增材制造技术的未来研究目标与发展趋势。     

铝合金增材制造技术研究进展

电弧增材制造成形普遍存在结构件的形貌误差较大和精度控制难的问题,针对摆动钨极惰性气体保护焊（Weaving-gas tungsten arc welding, W-GTAW）热源铝合金增材制造过程,研究了不同摆动角度及摆动左右停止时间条件下增材制造薄壁的尺寸和成形形貌特点。对比常规GTAW电弧增材制造,W-GTAW薄壁成形件可以获得更小的基板熔透量,并且摆动速度和摆动左右停止时间越小,薄壁高度越高,当摆动速度为3.0 × 10⁻² rad/s、摆动左右停止时间为0.15 s时,薄壁熔覆高度为15.91 mm,仅次于常规GTAW薄壁成形件;对于薄壁壁厚,在电弧摆动左右停止时间为0.25 s条件下的W-GTAW成形件壁厚为13.83 mm,相较于常规GTAW壁厚增加了2.67 mm,并且此条件下基板两端翘起角度仅为0.2°;对比常规GTAW增材制造技术,W-GTAW得到了最大精度为0.92的薄壁,而在试验条件下,适当增大摆动角度和摆动左右停止时间,薄壁尺寸精度可以得到进一步提升。

     

铝合金侧向搅拌摩擦增材制造工艺参数对增材区成形的影响

在2024铝合金基板上进行了6156铝合金侧向搅拌摩擦增材制造试验,研究了增材工具行进速度与旋转速度对增材区成形的影响.研究表明,增材工具的行进速度与旋转速度会通过改变塑性流动金属所受的挤压摩擦作用及整体热输入的大小影响增材制造中塑性金属的流动趋势以及增材条料间的结合程度;随着增材工具行进速度的降低与旋转速度的增加,增...